では、具体的にはどのようにして砂に熱を蓄え、町全体の暖房をまかなうことができるのでしょうか?

余ったエネルギーは「砂」に貯めろ

余ったエネルギーは「砂」に貯めろ
余ったエネルギーは「砂」に貯めろ / Credit:Canva

では、砂を使ってどのように熱を蓄え、それを町の暖房に使うことができるのでしょうか?

その答えを得るため、研究者たちはまず、大量の砂を貯めておくための大きな「熱の貯金箱」を作ることにしました。

それが今回稼働を始めた、高さが約13メートル、直径が約15メートルという巨大な円柱形の貯蔵タンク(サイロ)です。

このサイロの中には約2,000トンもの砂がぎっしり詰め込まれており、その砂も新たに採掘したものではなく、暖炉メーカーから出る廃材(滑石)をリサイクルしたものでした。

次に研究者たちは、この砂の中に特殊な電気ヒーターを設置しました。

砂は電気を通しにくい素材のため、電気を流すと電気抵抗が生じ、その抵抗で大量の熱が発生します。

これは電気ストーブと同じ原理で、サイロの中の砂全体が最終的に約400〜500℃まで熱せられました。

この方法は非常に効率がよく、電力を熱に変えるのにほとんど無駄がありません。

砂が十分に熱を持つと、サイロの周囲に取り付けた断熱材のおかげで、その熱は簡単には外へ逃げません。

こうして、砂は何週間にもわたって高温のまま熱を蓄えることができます。

そして、この熱を必要な時に引き出す方法として研究者たちが考えたのが、砂の中に配管を通して空気を送り込み、その空気を熱交換器に通じて町の暖房用のお湯を温める、という仕組みでした。

こうして砂電池は、ポルナイネン町の地域暖房ネットワークの中心的な熱源となったのです。

具体的には、夏なら数週間、冬でも数日〜最大1週間程度、町全体の暖房エネルギーをこの砂電池ひとつでまかなうことが可能になりました。

また、充電と放熱の過程で熱が失われる割合も10〜15%程度と非常に少なく、熱を貯めておく効率も非常に高いことがわかりました。